Postępy w diagnostyce obrazowania medycznego, które zmieniły opiekę zdrowotną

Nieco ponad sto lat temu pojawienie się promieni rentgenowskich uznano za znaczący skok w diagnostyce medycznej. W ciągu ostatniego stulecia, prosta radiografia rozszerzyła się na specjalistyczną dziedzinę-diagnostyczne obrazowanie medyczne. Promienie rentgenowskie zostały wykorzystane przy użyciu lepszej technologii za pomocą cyfrowych skanów CT i nowych technik diagnostycznego obrazowania medycznego, takie jak MRI i ultradźwięki, pojawiły się. Medyczne metody obrazowania nadal ewoluują i udoskonalają. W miarę postępu procesu obrazowania następuje równoległa i równie ważna poprawa w obsłudze obrazów medycznych i powiązanego przepływu pracy. W tym artykule, przybliżamy najważniejsze postępy w diagnostyce medycznej, które zmieniły sposób, w jaki lekarze badają i leczą pacjentów.

Standard DICOM

Obrazowanie medyczne służy przede wszystkim do diagnozowania chorób, a także do monitorowania ich postępów. Istotne jest, aby wytwarzane obrazy były najwyższej jakości, ponieważ mają bezpośredni wpływ na wyniki pacjentów. Aby utrzymać jakość, zestaw standardów dla obrazów medycznych został opracowany wspólnie przez American Society of Radiology i National Electrical Manufacturers Association. Nazywany jest standardami DICOM, co oznacza Digital Imaging and Communications in Medicine. Obrazy wytwarzane przez cały sprzęt do obrazowania medycznego muszą być zgodne z cechami opisanymi w niniejszym standardzie. Ponadto dostępny jest określony format przechowywania i udostępniania obrazów medycznych - określany jako format DICOM.

Wszystkie produkowane obecnie urządzenia do obrazowania medycznego powinny być zgodne ze standardami DICOM. Oglądanie tak wytworzonych obrazów nie może być wykonane przez zwykłe programy do obrazowania dostępne na zwykłym komputerze. Wymagany jest specjalny program diagnostycznego obrazowania medycznego, znany jako stacja robocza DICOM. Do użytku komercyjnego w diagnostyce medycznej, takie programy diagnostycznego obrazowania medycznego muszą być zatwierdzone przez FDA i wymagają specjalnej licencji. Środki te zapewniają, że każda aplikacja opracowana do celów klinicznych jest w stanie dokładnie przedstawić wysokiej jakości obrazy medyczne.

Archiwizacja PACS

Wraz z pojawieniem się zdigitalizowanego medycznego obrazowania diagnostycznego, potrzeba opracowania filmów rentgenowskich znacznie spadła. Jednak obrazy cyfrowe są nadal konwertowane na „filmy” za pomocą drukarek. Folie do obrazowania wymagają odpowiedniego przechowywania w odpowiednich warunkach, aby zapobiec uszkodzeniom w czasie. Pobieranie tych obrazów z magazynu może być procesem czasochłonnym i wymaga dedykowanego personelu do prowadzenia dokumentacji.

PACS, co oznacza Picture Archiving and Communications System, eliminuje potrzebę fizycznego przechowywania i pobierania filmów. Jest to w zasadzie platforma do wirtualnego przechowywania i wyszukiwania obrazów medycznych. PACS umożliwia obsługę ogromnych ilości danych związanych z obrazami medycznymi. Każdy komputer podłączony do określonego serwera PACS może pobierać obrazy DICOM oraz wyświetlać, a nawet je modyfikować. Najnowszą innowacją było wprowadzenie PACS opartego na chmurze, gdzie zamiast lokalnej pamięci, PACS jest hostowany w Internecie, a każdy użytkownik podłączony do Internetu, z odpowiednimi poświadczeniami, może uzyskać dostęp do obrazów.

PACS nie tylko uprościł przechowywanie i pobieranie, ale także teleradiologia stała się rzeczywistością. Dzisiaj, radiolodzy nie muszą być obecni w tym samym obszarze, na którym pozyskiwane są obrazy. Mogą przeglądać obrazy z różnych lokalizacji geograficznych i udzielać opinii ekspertów. Poprzez teleradiologię, pojedynczy radiolog może generować raporty dotyczące obrazów pochodzących z wielu szpitali. Oszczędza to cenny czas i zasoby oraz pomaga obniżyć koszty opieki zdrowotnej.

Obrazowanie w czasie rzeczywistym

Wraz z koniecznością opracowania lub drukowania filmów, proces przepływu pracy przy pozyskiwaniu i oglądaniu obrazów medycznych poprawił się. Obrazowanie w czasie rzeczywistym to koncepcja, w której nie ma opóźnienia między uzyskaniem obrazów od pacjenta a ich oglądaniem przez lekarza. Radiolodzy mogą dosłownie przeglądać obrazy, gdy pacjent nadal znajduje się w skanerze.

Szybsza interpretacja diagnostycznych obrazów medycznych prowadzi do natychmiastowej diagnozy, co z kolei umożliwia szybką interwencję medyczną. Diagnostyka medyczna w czasie rzeczywistym odgrywa znaczącą rolę w nagłych wypadkach. Na przykład, u pacjentów z urazami, uszkodzenie wewnątrz jamy brzusznej zostało wcześniej określone przez diagnostyczną laparoskopię lub płukanie otrzewnej, z których oba były procedurami inwazyjnymi. Dzisiaj jednak standardem opieki jest użycie FAST (Focused Abdominal Sonography in Trauma), który wykorzystuje ultradźwięki w czasie rzeczywistym, aby szybko określić, czy pacjent doznał urazu w jamie brzusznej. Obrazowanie ultrasonograficzne w czasie rzeczywistym służy również do monitorowania stanu zdrowia płodu w macicy i oceny parametrów wzrostu.

Obrazowanie funkcjonalne

Większość diagnostycznych systemów obrazowania medycznego jest zaprojektowana do diagnozowania nieprawidłowości anatomicznych lub strukturalnych. Nowoczesne medyczne obrazowanie diagnostyczne, oprócz tego, może również oceniać nieprawidłowości w funkcjonowaniu tkanek i narządów. Obejmuje to wykrywanie nieprawidłowości w procesach fizjologicznych, takich jak metabolizm i przepływ krwi. Obrazowanie funkcjonalne jest w dużej mierze osiągnięte dzięki medycynie nuklear Medycyna nuklearna jest specjalnością radiologii, która polega na wstrzyknięciu cząsteczek „oznaczonych” radioaktywnie do organizmu. Te radioaktywne cząsteczki mogą być preferencyjnie pobierane przez określone narządy w różnych procesach fizjologicznych. Po absorpcji narządy mogą emitować promieniowanie, które jest odbierane przez zewnętrzne skanery jako „gorące plamy”. Na przykład pozytonowa tomografia emisyjna (PET) odzwierciedla wychwyt glukozy znakowanej radioizotopem przez komórki. Komórki, które mają zwiększoną aktywność metaboliczną, w szczególności komórki nowotworowe, mają tendencję do zajmowania większej ilości glukozy. Technika ta jest zatem stosowana do identyfikacji obszarów przerzutów w ciele. Inną funkcjonalną techniką obrazowania jest zastosowanie skanów tarczycy, które służą do wykrywania nadczynności tarczycy. Skany te zależą od wychwytu radioaktywnego jodu przez komórki tarczycy.

Większość funkcjonalnych technik obrazowania, gdy jest stosowany samodzielnie, może być trudny do zinterpretowania. Dzieje się tak, ponieważ chociaż wykrywają obszary o nieprawidłowej aktywności fizjologicznej, orientacja tych obszarów anatomicznie może być trudna. Można to przezwyciężyć techniką zwaną fuzją obrazu. Nowoczesne diagnostyczne programy obrazowania medycznego umożliwiają połączenie dwóch lub więcej technik diagnostycznych. Na przykład, połączenie skanu PET z tomografią komputerową może pomóc określić, czy występują przerzuty, a także może precyzyjnie zidentyfikować strefy anatomiczne, w których wystąpiły przerzuty.

Techniki przetwarzania końcowego

Techniki przetwarzania końcowego odnoszą się do interwencji stosowanych do diagnostycznych obrazów medycznych po uzyskaniu obrazów od pacjenta. Techniki przetwarzania końcowego są zwykle wykonywane przy użyciu zaawansowanego programu diagnostycznego obrazowania medycznego. Dostarczają radiologowi informacji, które nie są dostępne, patrząc tylko na oryginalne obrazy. Niektóre z najbardziej przydatnych technik przetwarzania końcowego stosowanych w diagnostyce medycznej są następujące:

• Rekonstrukcja3D: Krytyczną wadą medycznego obrazowania diagnostycznego jest to, że ma charakter dwuwymiarowy. Niemniej jednak najnowsza technologia pozwala na oglądanie obrazów jako obiektów trójwymiarowych, wykonując wiele plasterków obrazu i układając je razem. Pozwala to na lepszą orientację anatomiczną i jest łatwiejsze do interpretacji. Pomaga również zrozumieć związek między różnymi strukturami. Inną formą rekonstrukcji 3D jest rekonstrukcja wielopłaszczyznowa. W tym celu radiolog może wziąć obiekt 3D, obracać go dowolnie i pokroić pod dowolnym kątem, różnym od pierwotnie nabytych plasterków. Techniki te pomagają radiologowi wirtualnie zobaczyć strukturę anatomiczną tak, jakby fizycznie ją trzymali i kroili, dając im niezrównany poziom dokładności.

• Projekcjeintensywności: Opiera się to na założeniu, że różne struktury w ciele absorbują i odbijają różne ilości promieniowania, co znalazłoby odzwierciedlenie w ich liczbach CT. W rzutach o maksymalnej intensywności (MIP) wyświetlane są tylko regiony, które mają najwyższe liczby CT. MIP jest najbardziej przydatny w angiografii CT, gdzie pomaga odróżnić duże naczynia krwionośne od innych struktur anatomicznych. W rzutach minimalnej intensywności (MINIP) wyświetlane są tylko regiony, które mają najniższe liczby CT. MINIP jest niezwykle przydatny w chorobach miąższu płuc, które występują jako hipoatenuowane wartości CT. Na przykład u pacjentów z obturacyjnym obturacyjnym zapaleniem oskrzelikówzmiany CT są niezwykle subtelne. Korzystanie z MINIP może sprawić, że zmiany te będą bardziej rzucające się w oczy.

Niektóre przełomowe technologie dla przyszłości obrazowania medycznego

Sztuczna inteligencja

Sztuczna inteligencja (AI) to ekscytujący front, który powoli wkracza w diagnostykę medyczną. Sztuczna inteligencja to zdolność maszyn do podejmowania decyzji poznawczych, takich jak uczenie się i rozwiązywanie problemów. Karmiąc komputery algorytmy głębokiego uczenia, mogą nauczyć się rozróżniać różne wzorce cyfrowe, a tym samym mogą pomóc w diagnozie. Zespół naukowców z Uniwersytetu Stanforda, na przykład, opracował taki algorytm dla promieni rentgenowskich klatki piersiowej. Naukowcy twierdzą, że za pomocą tego algorytmu komputery lepiej rozpoznają obecność lub brak zapalenia płuc niż radiolodzy. W międzyczasie zespół radiologiczny w UCSF współpracuje z GE w celu opracowania szeregu algorytmów, które mogą pomóc w rozróżnieniu normalnych i nieprawidłowych promieni rentgenowskich klatki piersiowej. Inna aplikacja medyczna, zwana Viz, pomaga wyświetlać wiele obrazów w kilku szpitalnych bazach danych pod kątem przeszkód dużych statków (LVO), które wskazują na zbliżający się udar. W przypadku wykrycia LVO oprogramowanie może ostrzec zarówno specjalistę od udaru mózgu, jak i lekarza podstawowej opieki zdrowotnej pacjenta, aby upewnić się, że pacjent otrzyma natychmiastowe leczenie.

Integracja systemów obrazowania

Podczas gdy PACS przechowuje obrazy medyczne, inne informacje medyczne są przechowywane w różnych systemach. Na przykład systemy informacji zdrowotnej (HIS) przechowują informacje związane z historią medyczną pacjenta, szczegółami klinicznymi i badaniami laboratoryjnymi. Systemy informacji radiologicznej (RIS) zarządzają danymi obrazowymi poza rzeczywistymi obrazami, takimi jak skierowania, zapotrzebowania, szczegóły rozliczeniowe i interpretacje. Wszystkie te systemy informacyjne są od siebie oddzielone. Jeszcze, w kontaktach z pacjentem, lekarz musi często mieć wszystkie te szczegóły pod ręką, aby postawić diagnozę i zaplanować leczenie. Integracja wszystkich systemów informatycznych w jedną dokumentację medyczną, do której można uzyskać dostęp za pośrednictwem jednego serwera, może pomóc usprawnić przepływ pracy i poprawić zarówno dokładność, jak i przepustowość.

Jakie są wyzwania, ponieważ diagnostyka medyczna wciąż ewoluuje?

• Rosnącekoszty opieki zdrowotnej: Ponieważ diagnostyczne obrazowanie medyczne nadal idzie naprzód, każdy nowy rozwój wiąże się z kosztami. Koszt samej technologii, koszt badań i koszt wdrożenia są ostatecznie odzwierciedlone jako jeden z parametrów - zwiększony koszt opieki zdrowotnej dla pacjenta. Być może dlatego kraje rozwijające się nadal polegają na ręcznym obrazowaniu rentgenowskim i ręcznie opracowanych filmach do diagnozowania podstawowych chorób i rezerwują zaawansowane techniki obrazowania dla bardziej złożonych schorzeń. Nadal, jeśli każdy ma skorzystać z postępów w diagnostyce obrazowania medycznego, należy podjąć wysiłki w celu utrzymania kosztów nowych technologii medycznych na przystępnym poziomie.

• Ochronadanych i prywatności pacjentów: Ponieważ diagnostyczne obrazowanie medyczne w większym stopniu opiera się na technologiach internetowych, informacje o pacjencie są przesyłane i przechowywane online. Istnieje pewna podstawowa ochrona, w tym, że tylko określone konta użytkowników, które są własnością lekarzy i szpitali, mogą uzyskać dostęp do serwerów PACS. Gdy obrazy są eksportowane do celów dydaktycznych lub badawczych, istnieje możliwość anonimizacji danych, które można wykorzystać do identyfikacji pacjentów. Mimo to pojawiły się obawy dotyczące naruszenia danych i utraty prywatności pacjentów. Istnieje pilny wymóg podjęcia środków politycznych, które zapewnią ochronę danych obrazowania medycznego na serwerach PACS.

Zaawansowane diagnostyczne obrazowanie medyczne na wyciągnięcie ręki - z PostDICOM!

PostDICOM pomaga Tobie i Twojej praktyce nadążyć za stale ewoluującym krajobrazem zaawansowanego obrazowania diagnostycznego. Ten solidny, ale łatwy w użyciu program do diagnostyki obrazowania medycznego to nowoczesna przeglądarka obrazów DICOM z kilkoma zaawansowanymi funkcjami. PostDICOM oferuje platformę PACS opartą na chmurze i jest obsługiwany w wielu systemach operacyjnych, w tym Windows, Mac OS, Linux i Android. Umożliwia dostęp do plików DICOM w dowolnym miejscu, z dowolnego urządzenia. PostDICOM posiada zaawansowane narzędzia do przetwarzania końcowego, które umożliwiają doskonałą diagnostykę i planowanie leczenia. Chociaż nasz PACS jest oparty na chmurze, dane pacjentów są całkowicie bezpieczne. Przechowujemy dane pacjentów oddzielone regionami geograficznymi, wszystkie dane są szyfrowane, a bezpieczne systemy SSL służą do komunikacji. Obrazy można zanonimizować przed przesłaniem na serwer PACS. PostDICOM można wypróbować za darmo ze wszystkimi funkcjami przez ograniczony czas! Pamięć masowa może zostać uaktualniona po nominalnym koszcie. Aby wykorzystać moc zaawansowanego obrazowania medycznego, odwiedź postdicom.com i wypróbuj darmową przeglądarkę już dziś!